(57)【要約】  吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該吸気バルブの動作状態を当該吸気バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置において、吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が大きくなるように制御されている弁稼動状態から弁停止状態への移行に要する動作時間を好適に短縮することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。  第２ローラ７６に接触するプロファイルを有する揺動アーム７０を備える。吸気可変動弁装置（３２）は、揺動アーム７０の上記プロファイル上における第２ローラ７６の接触位置が変化することにより、吸気バルブ（２８）のリフト量および作用角が変化するように構成されている。揺動アーム（７０）が有する上記プロファイルは、吸気バルブ（２８）の閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に、吸気バルブ（２８）の動作状態が弁停止状態へ移行するように形成されている。
2011086702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該吸気バルブの動作状態を当該吸気バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置が備える相手部材に接触するプロファイルを有する可変部材を備え、
前記可変動弁装置は、前記可変部材の前記プロファイル上における前記相手部材の接触位置が変化することにより、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が変化するものであって、
前記可変部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブの閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態へ移行するように形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記可変動弁装置を備える内燃機関は、前記吸気バルブの閉じ時期を吸気下死点よりも遅らせることにより実現されるアトキンソンサイクルが適用されたものであって、
前記可変部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブの閉じ時期が前記所定範囲内における吸気下死点よりも遅角側の時期である時に、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態へ移行するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記可変部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記相手部材は、前記カムと前記揺動部材との間に配置され前記カムの作用力を前記プロファイルを介して前記揺動部材に伝達する中間部材であり、
前記揺動部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記中間部材に接触するスライド面と、当該スライド面に対して前記揺動部材における前記揺動中心から遠い先端部に設けられ、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記中間部材に接触するロストモーション部とを含み、
前記ロストモーション部は、平面形状で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記相手部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記可変部材は、前記カムとの間で前記揺動部材の体勢を規定するカム部材であり、
前記カム部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記揺動部材に接触する第１曲線部と、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記揺動部材に接触する第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間に介在する第３曲線部とを備え、
前記第３曲線部は、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間を滑らかに接続するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記可変動弁装置は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材を更に備え、
前記相手部材は、軸方向位置に応じて前記揺動部材の体勢を変更させる制御軸であり、
前記可変部材は、前記制御軸を軸方向に変位させるカム部材であり、
前記カム部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記揺動部材に接触する第１曲線部と、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記揺動部材に接触する第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間に介在する第３曲線部とを備え、
前記第３曲線部は、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間を滑らかに接続するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、バルブのリフト量およびまたは作用角（以下、単に「作用角」と略する）を連続的に変更可能な可変動弁装置が開示されている。この従来の可変動弁装置は、駆動カムとバルブとの間に配置され駆動カムの回転に伴って揺動する揺動アームと、駆動カムと揺動アームとの間に配置され駆動カムの作用力を揺動アームに伝達する中間部材とを備えている。揺動アームには、駆動カムと対向する位置に、中間部材に接触するスライダー面が設けられている。更に、揺動アームには、スライダー面の先に、当該スライダー面の仮想延長線よりも落ち込んだ面で構成されるロストモーション部が設けられている。【０００３】
上記のような構成によれば、バルブの作用角を連続的に変更させることでロストモーション部と接触する位置にまで中間部材が変位し、これにより、バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態にまでバルブの動作状態を変更させることが可能となる。より具体的には、上記従来の可変動弁装置は、吸気バルブの閉じ時期が吸気上死点と吸気下死点のほぼ中間となる位置で、バルブの作用角が最小となるように構成されており、この最小作用角が得られる位置からロストロストモーション部と接触する位置にまで中間部材を移動させることにより、弁停止状態が得られるようになっている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２００８−１２１４５８号公報
【特許文献２】日本特開２００７−２３９５５１号公報
【特許文献３】日本特開２００８−０４５４６０号公報
【特許文献４】日本特許第３７９９９４４号公報
【特許文献５】日本特表２００４−５２１２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載の可変動弁装置のようにバルブの作用角を連続的に変更可能な可変動弁装置では、上記弁停止状態を得るためには、バルブの作用角を連続的に変更させることにより上記弁停止状態にまでバルブの動作状態を移行させることが必要となる。フューエルカットの実行要求が出された際に触媒の温度が高い場合には、触媒に含まれる貴金属の劣化抑制のために触媒への新気流入を速やかに遮断することが好ましい。しかしながら、特に減速時にフューエルカットが要求される状況下では、エンジン回転数が高いことが多く、このため、バルブの作用角が最大作用角付近に制御されていることが多い。従って、そのような状況下でフューエルカットが実際に要求された場合に、上記従来の可変動弁装置の構成によれば、バルブの動作状態を弁停止状態に移行するために多くの時間を要する。【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該吸気バルブの動作状態を当該吸気バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置において、吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が大きくなるように制御されている弁稼動状態から弁停止状態への移行に要する動作時間を好適に短縮することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の可変動弁装置であって、
吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該吸気バルブの動作状態を当該吸気バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置が備える相手部材に接触するプロファイルを有する可変部材を備え、
前記可変動弁装置は、前記可変部材の前記プロファイル上における前記相手部材の接触位置が変化することにより、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が変化するものであって、
前記可変部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブの閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態へ移行するように形成されていることを特徴とする。【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記可変動弁装置を備える内燃機関は、前記吸気バルブの閉じ時期を吸気下死点よりも遅らせたものであって、
前記可変部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブの閉じ時期が前記所定範囲内における吸気下死点よりも遅角側の時期である時に、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態へ移行するように形成されていることを特徴とする。【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記可変部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記相手部材は、前記カムと前記揺動部材との間に配置され前記カムの作用力を前記プロファイルを介して前記揺動部材に伝達する中間部材であり、
前記揺動部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記中間部材に接触するスライド面と、当該スライド面に対して前記揺動部材における前記揺動中心から遠い先端部に設けられ、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記中間部材に接触するロストモーション部とを含み、
前記ロストモーション部は、平面形状で形成されていることを特徴とする。【００１０】
また、第４の発明は、第１または第２の発明において、
前記相手部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記可変部材は、前記カムとの間で前記揺動部材の体勢を規定するカム部材であり、
前記カム部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記揺動部材に接触する第１曲線部と、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記揺動部材に接触する第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間に介在する第３曲線部とを備え、
前記第３曲線部は、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間を滑らかに接続するように形成されていることを特徴とする。【００１１】
また、第５の発明は、第１または第２の発明において、
前記可変動弁装置は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材を更に備え、
前記相手部材は、軸方向位置に応じて前記揺動部材の体勢を変更させる制御軸であり、
前記可変部材は、前記制御軸を軸方向に変位させるカム部材であり、
前記カム部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記揺動部材に接触する第１曲線部と、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記揺動部材に接触する第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間に介在する第３曲線部とを備え、
前記第３曲線部は、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間を滑らかに接続するように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、吸気バルブの閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に吸気バルブの動作状態が弁停止状態へ移行するように、可変部材が有するプロファイルが形成されている。このため、吸気バルブの閉じ時期が吸気上死点と吸気下死点のほぼ中間となる位置で弁停止状態が得られるように構成されている従来の可変動弁装置と比べ、吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が大きくなるように制御されている弁稼動状態から弁停止状態への移行に要する動作時間を好適に短縮することが可能となる。これにより、フューエルカットの要求時に、弁停止により触媒への新気流入を速やかに遮断させることができ、触媒の劣化抑制を良好に図ることができる。【００１３】
また、第２の発明によれば、遅閉じアトキンソンサイクルが適用された内燃機関に本発明の可変動弁装置が適用されている構成において、吸気バルブの閉じ時期が上記所定範囲内における吸気下死点よりも遅角側の時期である時に弁停止状態へ移行するように、可変部材のプロファイルが形成されている。このため、遅閉じアトキンソンサイクル運転を実施する内燃機関において、吸気バルブの閉じ時期がノッキング発生の懸念の高い吸気下死点近傍の時期を通過させないようにしつつ弁停止状態に移行させられる。これにより、ノッキング発生への懸念を軽減しつつ、弁停止状態に速やかに移行させられるようになる。【００１４】
第３の発明によれば、ロストモーション部がスライド面の仮想延長線よりも落ち込んだ凹面で形成されている場合と比べ、弁停止状態に移行する直前の作用角が得られる弁稼動状態から弁停止状態に、より早く移行させることが可能となる。【００１５】
第４または第５の発明によれば、弁稼動状態と弁停止状態との間での吸気バルブの動作状態の移行を滑らかに行えるようにすることができ、これにより、内燃機関の運転状態の急変やトルクショックの発生を良好に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す吸気可変動弁装置の概略構成を示す図である。
【図３】図１に示す吸気可変動弁装置をカム軸（および制御軸）の軸方向（より具体的には、図２中の矢視Ａの方向）から見た図である。
【図４】図１に示す吸気可変動弁装置をカム軸（および制御軸）の軸方向（より具体的には、図２中の矢視Ａの方向）から見た図である。
【図５】揺動アームの先端部分を拡大した斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１において用いられるバルブリフト特性を、従来から用いられているバルブリフト特性と対比して説明するための図である。
【図７】バルブリフト量と制御軸の回転角との関係を、本願実施形態と従来技術との間で比較して表した図である。
【図８】本発明の実施の形態２における吸気可変動弁装置の概略構成を説明するための図である。
【図９】図８に示す吸気可変動弁装置が備える曲線ディスクのプロファイルの設定を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における吸気可変動弁装置の概略構成を説明するための図である。
【図１１】図１０に示す制御軸を駆動するカム式アクチュエータの構成を説明するための図である。
【図１２】図１０に示す吸気可変動弁装置が備える曲線ディスクのプロファイルの設定を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０、１００、１２０  内燃機関
１６  吸気通路
１８  排気通路
２４  燃料噴射弁
２６  点火プラグ
２８、１０６、１２６  吸気バルブ
３０  排気バルブ
３２  吸気可変動弁装置
３６  触媒
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５０、１０４、１２４  カム軸
５２、１０２、１２２  駆動カム
５４、１１０、１３０  制御軸
５６  制御軸駆動機構
６２、１４０  サーボモータ
７０、１１２、１３２  揺動アーム
７２  スライド面
７４  第１ローラ
７６  第２ローラ
７８  支持アーム
８０  制御アーム
８２  揺動カム面
８２ａ  非作用面
８２ｂ  作用面
８４、１０８、１２８  ロッカーアーム
８６  ロッカーローラ
９０  仮想延長線
９２  ロストモーション部
１１４、１４２  曲線ディスク
１１４ａ、１４２ａ  第１曲線部
１１４ｂ、１４２ｂ  第２曲線部
１１４ｃ、１４２ｃ  第３曲線部
１３４  入力部
１３４ａ  カムローラ
１３６  揺動カム
１３８  カム式アクチュエータ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
［内燃機関のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、吸気バルブ２８の閉じ時期を吸気下死点よりも遅らせることで実現されるアトキンソンサイクル（以下、「遅閉じアトキンソンサイクル」と称する）を用いた運転を実施する内燃機関である。本発明における内燃機関の気筒数は特に限定されるものではないが、ここでは、内燃機関１０は、その一例として、直列４気筒型のエンジンであるものとする。
【００１９】
内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
【００２０】
吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアフローメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２の下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁２４が配置されている。また、内燃機関１０が備えるシリンダヘッドには、燃焼室１４の頂部から燃焼室１４内に突出するように点火プラグ２６が取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１４と吸気通路１６、或いは燃焼室１４と排気通路１８を導通状態または遮断状態とするための吸気バルブ２８および排気バルブ３０が設けられている。
【００２１】
吸気バルブ２８および排気バルブ３０は、それぞれ吸気可変動弁装置３２および排気動弁装置３４により駆動される。吸気可変動弁装置３２の詳細な構成については、図２乃至図５を参照して後述する。また、排気通路１８には、排気ガスを浄化するための触媒３６が配置されている。
【００２２】
図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力には、上述したエアフローメータ２０やエンジン回転数を検出するクランク角センサ４２等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力には、上述したスロットルバルブ２２、燃料噴射弁２４、点火プラグ２６、および吸気可変動弁装置３２等の内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００２３】
［可変動弁装置の構成］
図２は、図１に示す吸気可変動弁装置３２の概略構成を示す図である。図３および図４は、それぞれ、図１に示す吸気可変動弁装置３２をカム軸５０（および制御軸５４）の軸方向（より具体的には、図２中の矢視Ａの方向）から見た図である。より具体的には、図３は、吸気バルブ２８の動作状態が後述する「弁稼動状態」にある場合の図であり、図４は、吸気バルブ２８の動作状態が後述する「弁停止状態」にある場合の図である。尚、図２においては、内燃機関１０が備える４つの気筒のうちの２つの気筒に関する構成についてのみ示し、残りの気筒に関してはその図示を省略している。
【００２４】
吸気可変動弁装置３２は、後述する制御軸５４の回転位置に応じて、吸気バルブ２８の作用角およびリフト量（以下、両者を特に区別する必要のない場合は、単に「作用角」と略する）を連続的に変更可能な装置である。更に、吸気可変動弁装置３２は、吸気バルブ２８の作用角を連続的に変更する（小さくする）ことにより吸気バルブ２８の動作状態を吸気バルブ２８が閉弁位置（ゼロリフト）に維持される弁停止状態に変更できるように構成されている。
【００２５】
吸気可変動弁装置３２は、内燃機関１０のクランク軸３８により回転駆動されるカム軸５０に設けられた駆動カム５２と、カム軸５０と平行に配置された制御軸５４とを有している。駆動カム５２は、図３中で反時計回りに回転する。
【００２６】
また、吸気可変動弁装置３２は、図２に示すように、制御軸５４を所定角度範囲内で回転させることのできる制御軸駆動機構５６を有している。制御軸駆動機構５６は、制御軸５４の一端側に固定されたウォームホイール５８と、このウォームホイール５８に噛み合うウォームギヤ６０と、このウォームギヤ６０を回転駆動するサーボモータ６２とを備えている。サーボモータ６２は、ＥＤＵ（Electrical Driver Unit）６４を介して、上述したＥＣＵ４０に接続されている。また、ＥＣＵ４０には、上記クランク角センサ４２に加え、カム軸５０の回転角度を検知するカム角センサ６６と、制御軸５４の回転位置（回転角度）を検知する制御軸位置センサ６８とが接続されている。このような構成によれば、サーボモータ６２の回転方向および回転量を制御することにより、制御軸５４の回転位置（回転角度）を制御することができる。また、吸気可変動弁装置３２は、制御軸５４の回転位置に応じて、吸気バルブ２８の作用角を連続的に変更可能な装置であるため、制御軸位置センサ６８の出力値に基づいて、吸気バルブ２８の作用角およびリフト量を取得することができる。
【００２７】
更に、吸気可変動弁装置３２は、揺動アーム（揺動カムアーム）７０を有している。揺動アーム７０は、制御軸５４を中心として揺動可能に設置されている。揺動アーム７０には、駆動カム５２に対向する側に、スライド面７２が形成されている。
【００２８】
揺動アーム７０と駆動カム５２との間には、第１ローラ７４および第２ローラ７６が配置されている。第１ローラ７４は、駆動カム５２の周面と接触しており、第２ローラ７６は、揺動アーム７０のスライド面７２と接触している。これらのローラ７４、７６は、同軸上に配置され、互いに独立して回転可能になっている。
【００２９】
ローラ７４、７６は、支持アーム７８の先端部に支持されている。制御軸５４には、図３中の下方向に突出した制御アーム８０が設けられており、この制御アーム８０の先端部に支持アーム７８の基端部が回動可能に連結されている。これにより、制御軸５４を回転させることで、ローラ７４、７６を移動させることができる。すなわち、図４に示す状態から制御軸５４を反時計回りに回転させると、ローラ７４、７６は、制御アーム８０および支持アーム７８に引っ張られて、揺動アーム７０の揺動中心（すなわち制御軸５４の中心）に近づく。また、ローラ７４、７６が揺動中心に近い位置にある状態から制御軸５４を時計回りに回転させると、ローラ７４、７６は、当該揺動中心から遠ざかる。
【００３０】
図３は、ローラ７４、７６の位置を上記揺動中心から最も近づけた状態を示している。スライド面７２は、揺動アーム７０の先端側から揺動中心側に行くほど、駆動カム５２の中心との間隔が徐々に狭まるような曲面（例えば円弧面）をなしている。
【００３１】
揺動アーム７０におけるスライド面７２の反対側には、揺動カム面８２が形成されている。揺動カム面８２は、揺動アーム７０の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面（基礎円部）８２ａと、この非作用面８２ａから続いて設けられ、揺動中心からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面８２ｂとで構成されている。このような揺動アーム７０は、図示省略するロストモーションスプリングにより、図３中の時計回りに付勢されている。この付勢力により、揺動アーム７０は第２ローラ７６に押し当てられており、また、第１ローラ７４は駆動カム５２に押し当てられている。
【００３２】
吸気可変動弁装置３２は、吸気バルブ２８の弁軸をリフト方向へ押圧するロッカーアーム８４を更に備えている。ロッカーアーム８４は、図３中で揺動アーム７０の下方に配置されている。ロッカーアーム８４には、揺動カム面８２に対向するようにロッカーローラ８６が設けられている。ロッカーローラ８６は、ロッカーアーム８４の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム８４の一端は、吸気バルブ２８の弁軸端に当接されており、その他端は、油圧式ラッシュアジャスタ８８によって支持されている。吸気バルブ２８は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム８４を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ８６は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ８８とによって、揺動アーム７０の揺動カム面８２に押し当てられている。このような構成によれば、駆動カム５２が回転すると、駆動カム５２のカムリフトがローラ７４、７６を介して揺動アーム７０に伝達することにより、揺動アーム７０が揺動する。
【００３３】
揺動アーム７０には、スライド面７２の先に、スライド面７２の仮想延長線９０よりも落ち込んだ面で構成されるロストモーション部９２が形成されている。図５は、揺動アーム７０の先端部分を拡大した斜視図である。図５に示すように、ロストモーション部９２は、平面形状で形成されている。また、図４に示す状態では、第２ローラ７６は、このロストモーション部９２と接触している。この状態では、後述するように、駆動カム５２が回転することで揺動アーム７０が揺動しても、吸気バルブ２８が閉弁位置に維持される弁停止状態となる。
【００３４】
図４に示す弁停止状態から、制御軸５４を反時計回りに回転させると、ローラ７４、７６が揺動アーム７０の揺動中心に近づく方向に移動する。これにより、第２ローラ７６がスライド面７２と接触する状態となる。この状態では、駆動カム５２が回転することで揺動アーム７０が揺動するのに伴って、吸気バルブ２８が開閉動作する。この状態を以下「弁稼動状態」という。
【００３５】
弁稼動状態において、駆動カム５２がリフトしていないとき、すなわち駆動カム５２の基礎円部が第１ローラ７４と接触しているときには、ロッカーローラ８６は揺動カム面８２の非作用面８２ａと接触している。これにより、吸気バルブ２８は閉じている。そして、駆動カム５２がリフトし始め、揺動アーム７０が図３中の反時計回りに揺動し始めると、ロッカーローラ８６と揺動カム面８２との接触点（以下「ロッカーローラ接触点」という）は、非作用面８２ａから作用面８２ｂへ移行する。ロッカーローラ接触点が作用面８２ｂに移行すると、ロッカーアーム８４が押し下げられ、吸気バルブ２８が開弁する。
【００３６】
今、ローラ７４、７６が揺動アーム７０の揺動中心に最も近い位置にあるとする。このときには、駆動カム５２のカムリフトが揺動中心に近い位置において揺動アーム７０に伝達されることになるので、揺動アーム７０の揺動範囲（振れ幅）が大きくなる。このため、吸気バルブ２８の作用角は、大きくなる。また、前述したように、揺動中心に近いほど、スライド面７２と駆動カム５２の中心との距離は小さい。よって、駆動カム５２がリフトを開始する揺動アーム７０の位置は、ローラ７４、７６が揺動中心に近づくほど、図３中の反時計回り側に移動する。このようなことから、揺動アーム７０が揺動を開始した後、ロッカーローラ接触点が作用面８２ｂに移行するまで（つまり吸気バルブ２８がリフトし始めるまで）に要する揺動アーム７０の回転量は、ローラ７４、７６が揺動中心に近いほど、小さくなる。このことからも、吸気バルブ２８の作用角は、大きくなる。
【００３７】
逆に、ローラ７４、７６が揺動アーム７０の揺動中心から遠い位置にあるとすると、駆動カム５２のカムリフトは、揺動中心から遠い位置において揺動アーム７０に伝達されることになる。このため、揺動アーム７０の揺動範囲（振れ幅）が小さくなる。また、揺動アーム７０が揺動を開始した後、ロッカーローラ接触点が作用面８２ｂに移行するまでに要する揺動アーム７０の回転量は、ローラ７４、７６が揺動中心から遠いほど、大きくなる。これらのことから、ローラ７４、７６が揺動中心から遠いほど、吸気バルブ２８の作用角は小さくなる。
【００３８】
以上説明したように、吸気可変動弁装置３２では、弁稼動状態において、制御軸５４の回転位置を図３中の反時計回り側により大きく変位させるほど、吸気バルブ２８の作用角を連続的に大きくすることができ、逆に、制御軸５４の回転位置を図３中の時計回り側により大きく変位させるほど、吸気バルブ２８の作用角を連続的に小さくすることができる。更に、第２ローラ７６がロストモーション部９２と接触する位置にまで、制御軸５４の回転位置を時計回り側に大きく変位させた場合には、図４に示すように、駆動カム５２の回転に伴って揺動アーム７０が揺動しても、ロッカーローラ接触点は非作用面８２ａ内に留まり、作用面８２ｂには到達しない状態となる。これにより、吸気バルブ２８の動作状態を弁停止状態に移行させることができる。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態１において用いられるバルブリフト特性を、従来から用いられているバルブリフト特性と対比して説明するための図である。より具体的には、図６（Ａ）は、本実施形態において用いられるバルブリフト特性を示し、図６（Ｂ）は、従来から用いられているバルブリフト特性を示している。
【００４０】
先ず、図６（Ａ）中に示す大作用角θ１は、遅閉じアトキンソンサイクルを用いた運転（以下、「遅閉じアトキンソンサイクル運転」と略する）を実施する際に用いられる吸気バルブ２８の作用角である。大作用角θ１では、吸気通路１６への吸気の吹き返しが意図的に生ずる程度にまで吸気バルブ２８の閉じ時期が十分に遅角されている。このような大作用角θ１は、内燃機関１０の部分負荷領域において用いられるものである。より具体的には、部分負荷領域において遅閉じアトキンソンサイクル運転を実施する際には、要求負荷および要求エンジン回転数に応じて、吸気バルブ２８の閉じ時期が大作用角θ１を上限とする所定範囲内で可変されるようになっている。
【００４１】
次に、図６（Ａ）中に示す大作用角θ２は、高エンジン回転数時に使用される作用角であり、内燃機関１０が最高出力を発することができるように設定されたものである。この大作用角θ２は、上記の性格を有する値であるため、筒内に十分な空気量が充填されるように、吸気バルブ２８の閉じ時期の進角によって上記大作用角θ１よりも小さな値に設定されている。
【００４２】
次に、図６（Ａ）中に示す中作用角θ３は、低速トルクが要求された際（内燃機関１０の低速域においてトルクが要求された際）に使用される作用角である。ここでは、そのような中作用角θ３として、吸気バルブ２８の閉じ時期が吸気下死点よりも遅角されているものを例示している。この中作用角θ３は、吸気温度に応じて吸気バルブ２８の閉じ時期が可変されることで変化する値でもある。より具体的には、吸気バルブ２８の閉じ時期は、吸気温度が高い場合にはノッキングの発生が懸念されるため、遅角されるようになっており、逆に、吸気温度が低い場合には筒内に充填される空気量を増やすために吸気下死点に向けて進角されるようになっている。尚、この場合の吸気バルブ２８の閉じ時期の可変範囲は、一例として、クランク角度で概ね１８０〜２００°ＣＡ（基準は排気上死点）に設定される。
【００４３】
吸気可変動弁装置３２では、上記大作用角θ１から上記中作用角θ３の間で、吸気バルブ２８の作用角（およびリフト量）が連続的に可変されるようになっている（図３参照）。このように吸気バルブ２８の作用角が可変される内燃機関１０では、上述したように、上記大作用角θ１を用いた遅閉じアトキンソンサイクル運転の実施時に低速トルクが要求された場合には、上記中作用角θ３が得られるように、サーボモータ６２により制御軸５４が回転駆動される。そして、中作用角θ３に制御された後に、内燃機関１０の負荷およびエンジン回転数の上昇に伴って、吸気バルブ２８の閉じ時期の遅角により吸気バルブ２８の作用角が、要求されたトルクの大きさに応じた値にまで拡大されていく。
【００４４】
また、図６（Ａ）に示すように、低速トルク要求時の中作用角θ３が得られる弁稼動状態を過ぎた位置にまで制御軸５４が回転駆動された際に、吸気バルブ２８の動作状態が急激に弁停止状態に移行するように、揺動アーム７０のプロファイル（スライド面７２とロストモーション部９２）が形成されている。このような揺動アーム７０のプロファイルの設定により、本実施形態では、吸気バルブ２８の閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に、吸気バルブ２８の動作状態が弁停止状態へ移行するように設定されている。より具体的には、揺動アーム７０のプロファイルは、吸気バルブ２８の閉じ時期が上記所定範囲内における吸気下死点よりも遅角側の時期である時に、吸気バルブ２８の動作状態が弁停止状態へ移行するように形成されている。
【００４５】
一方、図６（Ａ）に示すバルブリフト特性と対比するために参照する図６（Ｂ）に示す従来のバルブリフト特性は、吸気バルブの閉じ時期を吸気下死点に対して早めることで実現されるアトキンソンサイクル（ここでは、「早閉じアトキンソンサイクル」と称する）を用いた早閉じアトキンソンサイクル運転を実施する内燃機関に対して適用されたものである。図６（Ｂ）中における小作用角θ４は、当該早閉じアトキンソンサイクル運転を実施する際に用いられる吸気バルブ２８の最小作用角である。尚、図６（Ｂ）中における大作用角θ２および中作用角θ３については、上述したものと同様である。
【００４６】
図６（Ｂ）に示す従来のバルブリフト特性を実現可能な可変動弁装置は、例えば、日本特開２００８−１２１４５８号公報に開示されている。当該可変動弁装置では、図６（Ｂ）に示すように、小作用角θ４が得られる弁稼動状態を過ぎた位置にまで制御軸が回転駆動された際に、吸気バルブの動作状態が急激に弁停止状態に移行するように、揺動アームのプロファイルが形成されている。このような従来の構成によれば、図６（Ｂ）中に「本願実施形態との差」として示されている分だけ（すなわち、中作用角θ３と小作用角θ４との差分だけ）、本実施形態における弁停止状態への移行時期よりも進角側で弁停止状態に移行するようになる。
【００４７】
図７は、バルブリフト量と制御軸の回転角との関係を、本願実施形態と従来技術との間で比較して表した図である。
吸気可変動弁装置３２は、内燃機関１０のフューエルカットの実行要求が出された際に吸気バルブ２８の動作状態が弁停止状態に移行するように制御を行う。特に減速時においてフューエルカットが要求される状況下では、エンジン回転数が高いことが多い。その結果、フューエルカットの実行要求に伴う弁停止要求は、図７に示すように、吸気バルブ２８の作用角が大作用角θ２付近に制御されている際に出されることが多い。
【００４８】
上記のような大作用角θ２に制御されている弁稼動状態から弁停止状態への移行を行う場合、中作用角θ３を過ぎた位置において弁停止状態に急激に移行する本実施形態の構成によれば、小作用角θ４を過ぎた位置にまで作用角の変更が必要になる従来技術の構成に対し、弁停止状態に移行するまでに必要な制御軸の回転角（操作量）が小さくて済むようになる。これにより、上記移行を行う場合において、弁停止状態への移行に要する動作時間を短縮することができる。フューエルカットの実行時に触媒３６の劣化抑制を図るためには、触媒３６への新気流入を速やかに遮断するべく、できるだけ短い時間で弁停止状態に移行させたい。本実施形態の構成によれば、フューエルカットの要求時に現実に多く行われる大作用角θ２付近に制御されている弁稼動状態から弁停止状態への移行に要する動作時間を良好に短縮させられるので、弁停止により触媒３６に新気を流入させない状態を速やかに実現できる。このため、従来技術の構成に対し、フューエルカットの要求時により早いタイミングで触媒３６の劣化抑制の懸念を排除した状態としながらフューエルカットを実行に移すことが可能となる。
【００４９】
また、吸気バルブ２８の閉じ時期が吸気下死点に近づくにつれ、内燃機関１０の実圧縮比が高くなるので、ノッキングが発生し易くなる。上記従来の可変動弁装置の構成によれば、大作用角θ２に制御されている状態から弁停止状態に移行させる場合、吸気バルブの閉じ時期がノッキング発生の懸念の高い吸気下死点近傍の時期を通過したうえで、小作用角θ４を過ぎた位置にまで制御される。その結果、弁停止状態への移行中に、ノッキングが発生し易くなる（また、仮に弁停止状態への移行中に早い段階でフューエルカットが実行されている場合であっても、筒内に残留する燃料の存在によって同様にノッキングが発生し易くなる）。これに対し、本実施形態の吸気可変動弁装置３２では、上述したように、吸気バルブ２８の閉じ時期が吸気下死点よりも遅角側の時期にある時に、吸気バルブ２８の動作状態が弁停止状態となるように揺動アーム７０のプロファイルが形成されている。これにより、遅閉じアトキンソンサイクル運転を実施する内燃機関１０において、吸気バルブ２８の閉じ時期が吸気下死点近傍の時期を通過させないようにしつつ弁停止状態に移行させられるので、ノッキング発生への懸念を軽減しつつ、弁停止状態に速やかに移行させられるようになる。
【００５０】
また、本実施形態の揺動アーム７０のプロファイルが有するロストモーション部９２は、平面形状で形成されている。これにより、ロストモーション部がスライド面の仮想延長線よりも落ち込んだ凹面で形成されている場合と比べ、中作用角θ３が得られる弁稼動状態から弁停止状態により早く移行させることが可能となる。また、ロストモーション部９２を平面形状で形成する方が、凹面形状で形成するよりも製造上の作り勝手が良くなる。尚、弁稼動状態から弁停止状態により早く移行させるという点においては、ロストモーション部の構成は、平面形状に限らず、スライド面７２の先端から変曲点を経てスライド面７２と逆向きに湾曲する凸面で構成されていてもよい。
【００５１】
また、吸気可変動弁装置３２によれば、弁停止状態では、上記従来の可変動弁装置の構成に対し、ローラ７４、７６が揺動アーム７０の揺動中心により近い位置にある状態で、ローラ７４、７６および揺動アーム７０の動作が行われるようになる（図４参照）。これにより、揺動アーム７０およびローラ７４、７６の慣性重量を軽減することができ、吸気可変動弁装置３２の運動性が向上する。
【００５２】
ところで、上述した実施の形態１においては、吸気バルブ２８の閉じ時期が吸気下死点よりも遅角側の時期である時に、吸気バルブ２８の動作状態が弁停止状態となるように、揺動アーム７０のプロファイルが形成されている構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における可変部材のプロファイルは、必ずしも上記のものに限定されない。すなわち、吸気バルブの閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に当該吸気バルブの動作状態が弁停止状態となるように形成されたプロファイルであればよく、例えば、吸気バルブの閉じ時期が当該所定範囲内において吸気下死点にある時または吸気下死点よりも進角側にある時に、吸気バルブの動作状態が弁停止状態となるように、可変部材のプロファイルが形成されている構成であってもよい。
【００５３】
尚、上述した実施の形態１においては、第２ローラ７６が前記第１の発明における「相手部材」に、揺動アーム７０が前記第１の発明における「可変部材」に、それぞれ相当している。
また、揺動アーム７０が前記第３の発明における「揺動部材」に、第２ローラ７６および第１ローラ７４が前記第３の発明における「中間部材」に、それぞれ相当している。
【００５４】
実施の形態２．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図８は、本発明の実施の形態２における吸気可変動弁装置１００の概略構成を説明するための図である。
【００５５】
図８に示す吸気可変動弁装置１００は、主に、駆動カム１０２が固定されたカム軸１０４と、吸気バルブ１０６の弁軸をリフト方向へ押圧する伝達要素（以下、「ロッカーアーム」と称する）１０８と、本発明における制御軸として機能する調節装置（以下、「制御軸」と称する）１１０と、駆動カム１０２、ロッカーアーム１０８、および制御軸１１０という３つの部材によって挟まれるように配置された旋回レバー（以下、「揺動アーム」と称する）１１２とを備えている。より具体的には、揺動アーム１１２は、制御軸１１０に設けられた曲線ディスク１１４のプロファイルに接触するように配置されている。尚、吸気可変動弁装置１００の基本構成については、例えば、日本特表２００４−５２１２３４号公報において詳述されている。
【００５６】
図９は、図８に示す吸気可変動弁装置１００が備える曲線ディスク１１４のプロファイルの設定を説明するための図である。
図９に示すように、曲線ディスク１１４のプロファイルは、吸気バルブ１０６の作用角を上記大作用角θ１〜中作用角θ３の間で変化させる際に揺動アーム１１２に接触する第１曲線部１１４ａと、吸気バルブ１０６の動作状態が弁停止状態である際に揺動アーム１１２に接触する第２曲線部１１４ｂと、第１曲線部１１４ａと第２曲線部１１４ｂとの間に介在する第３曲線部１１４ｃとを備えている。
【００５７】
より具体的には、第１曲線部１１４ａは、第３曲線部１１４ｃからより大きく離れるに従って、制御軸１１０の軸中心からの距離が遠くなるように形成されており、最も離れた位置において大作用角θ１が得られるように構成されている。第２曲線部１１４ｂは、第１曲線部１１４ａにおいて中作用角θ３を実現する位置よりも一段落ち込んだ面であって制御軸１１０の軸中心からの距離が変化しない円弧状の面として形成されている。そして、第３曲線部１１４ｃは、そのような第１曲線部１１４ａと第２曲線部１１４ｂとの間を滑らかに接続するように形成されている。
【００５８】
以上のような構成を有する吸気可変動弁装置１００では、制御軸１１０の曲線ディスク１１４の回転位置を変化させることによって揺動アーム１１２の体勢を変化させることで、吸気バルブ１０６の作用角およびリフト量を連続的に変更することができ、また、吸気バルブ１０６の動作状態を弁停止状態に移行させることもできる。より具体的には、揺動アーム１１２が第１曲線部１１４ａと接触している状態（連続可変区間）では、制御軸１１０（曲線ディスク１１４）を図９中で反時計回りに回転させることにより、吸気バルブ１０６の作用角を小さくすることができる。そして、曲線ディスク１１４において揺動アーム１１２と接触する部位が第１曲線部１１４ａから第３曲線部１１４ｃを経て第２曲線部１１４ｂに移行するようになるまで制御軸１１０（曲線ディスク１１４）を回転させることにより、連続可変区間から速度急変区間を経たうえで、吸気バルブ１０６の動作状態を弁停止状態に移行させることができる。
【００５９】
また、本実施形態においても、上述した実施の形態１と同様に、中作用角θ３を過ぎた位置において弁停止状態に急激に移行するように構成されており、中作用角θ３では、既述したように、吸気バルブ１０６の閉じ時期が吸気下死点よりも遅角されるようになっている。以上説明した本実施形態の吸気可変動弁装置１００に構成においても、弁停止状態への移行に要する動作時間の短縮などの上述した実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
更に、本実施形態では、第１曲線部１１４ａと第２曲線部１１４ｂとの間を滑らかに接続するように、曲線ディスク１１４の第３曲線部１１４ｃが形成されている。このような構成によれば、弁稼動状態と弁停止状態との間での吸気バルブ１０６の動作状態の移行を滑らかに行えるようにすることができ、これにより、内燃機関１０の運転状態の急変やトルクショックの発生を良好に低減することができる。
【００６１】
尚、上述した実施の形態２においては、揺動アーム１１２が前記第１の発明における「相手部材」に、制御軸１１０が有する曲線ディスク１１４が前記第１の発明における「可変部材」に、それぞれ相当している。
また、揺動アーム１１２が前記第４の発明における「揺動部材」に、曲線ディスク１１４が前記第４の発明における「カム部材」に、それぞれ相当している。
【００６２】
実施の形態３．
次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図１０は、本発明の実施の形態３における吸気可変動弁装置１２０の概略構成を説明するための図である。
【００６３】
図１０に示す吸気可変動弁装置１２０は、主に、駆動カム１２２が固定されたカム軸１２４と、吸気バルブ１２６の弁軸をリフト方向へ押圧するロッカーアーム１２８と、軸方向に駆動される制御軸１３０と、駆動カム１２２の回転に伴って揺動する揺動アーム１３２とを備えている。より具体的には、揺動アーム１３２は、駆動カム１２２に接触するカムローラ１３４ａを備える入力部１３４と、駆動カム１２２の作用力をロッカーアーム１２８に伝達する揺動カム１３６とを備えている。そして、後述するカム式アクチュエータ１３８によって制御軸１３０を軸方向に駆動することにより、制御軸１３０の軸方向位置に応じて、入力部１３４に対する揺動カム１３６の搭載角度が変化するように構成されている。尚、吸気可変動弁装置１２０の基本構成については、例えば、日本特許第３７９９９４４号公報において詳述されている。
【００６４】
図１１は、図１０に示す制御軸１３０を駆動するカム式アクチュエータ１３８の構成を説明するための図である。
図１１に示すように、カム式アクチュエータ１３８は、サーボモータ１４０と、サーボモータ１４０の出力軸１４０ａに設けられた曲線ディスク１４２とを備えている。上述した制御軸１３０の一端は、スプリング１４４によって曲線ディスク１４２のプロファイルへの接触が常に維持されるように付勢されている。スプリング１４４は、制御軸１３０に設けられたストッパー１３０ａと制御軸１３０の軸受１４６との間に介在するように配置されている。尚、サーボモータ１４０と曲線ディスク１４２との間に減速ギヤ部を設けるようにしてもよい。
【００６５】
図１２は、図１０に示す吸気可変動弁装置１２０が備える曲線ディスク１４２のプロファイルの設定を説明するための図である。
図１２に示す曲線ディスク１４２のプロファイルは、第１曲線部１４２ａ、第２曲線部１４２ｂ、および第３曲線部１４２ｃとを備えている。尚、これらの各曲線部１４２ａ等の構成は、上記図９に示す曲線ディスク１１４のプロファイルの構成と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６６】
以上のような構成を有する吸気可変動弁装置１２０では、サーボモータ１４０により曲線ディスク１４２を回転駆動させることによって制御軸１３０の軸方向位置（ストローク）を変化させることで、吸気バルブ１２６の作用角およびリフト量を連続的に変更することができ、また、吸気バルブ１２６の動作状態を弁停止状態に移行させることもできる。より具体的には、制御軸１３０が第１曲線部１４２ａと接触している状態（連続可変区間）では、曲線ディスク１４２を図１２中で時計回りに回転させることにより、吸気バルブ１２６の作用角を小さくすることができる。そして、曲線ディスク１４２において制御軸１３０と接触する部位が第１曲線部１４２ａから第３曲線部１４２ｃを経て第２曲線部１４２ｂに移行するようになるまで曲線ディスク１４２を回転させることにより、連続可変区間から速度急変区間を経たうえで、吸気バルブ１２６の動作状態を弁停止状態に移行させることができる。
【００６７】
また、本実施形態においても、上述した実施の形態１と同様に、中作用角θ３を過ぎた位置において弁停止状態に急激に移行するように構成されており、中作用角θ３では、既述したように、吸気バルブ１２６の閉じ時期が吸気下死点よりも遅角されるようになっている。以上説明した本実施形態の吸気可変動弁装置１２０に構成においても、弁停止状態への移行に要する動作時間の短縮などの上述した実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
更に、本実施形態では、第１曲線部１４２ａと第２曲線部１４２ｂとの間を滑らかに接続するように、曲線ディスク１４２の第３曲線部１４２ｃが形成されている。このような構成によれば、弁稼動状態と弁停止状態との間での吸気バルブ１２６の動作状態の移行を滑らかに行えるようにすることができ、これにより、内燃機関１０の運転状態の急変やトルクショックの発生を良好に低減することができる。
【００６９】
尚、上述した実施の形態３においては、制御軸１３０が前記第１の発明における「相手部材」に、曲線ディスク１４２が前記第１の発明における「可変部材」に、それぞれ相当している。
また、入力部１３４および揺動カム１３６を有する揺動アーム１３２が前記第５の発明における「揺動部材」に、曲線ディスク１４２が前記第５の発明における「カム部材」に、それぞれ相当している。
【図１】
2011086702.tif 000003
【図２】
2011086702.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011086702.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月16日(2010.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該吸気バルブの動作状態を当該吸気バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置であって、
前記可変動弁装置が備える相手部材に接触するプロファイルを有する可変部材を備え、
前記可変動弁装置は、前記可変部材の前記プロファイル上における前記相手部材の接触位置が変化することにより、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が変化するものであって、
前記可変部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブの閉じ時期が吸気下死点近傍の所定範囲内にある時に、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態へ移行するように形成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記可変動弁装置を備える内燃機関は、前記吸気バルブの閉じ時期を吸気下死点よりも遅らせたものであって、
前記可変部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブの閉じ時期が前記所定範囲内における吸気下死点よりも遅角側の時期である時に、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態へ移行するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記可変部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記相手部材は、前記カムと前記揺動部材との間に配置され前記カムの作用力を前記プロファイルを介して前記揺動部材に伝達する中間部材であり、
前記揺動部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記中間部材に接触するスライド面と、当該スライド面に対して前記揺動部材における前記揺動中心から遠い先端部に設けられ、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記中間部材に接触するロストモーション部とを含み、
前記ロストモーション部は、平面形状で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記相手部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記可変部材は、前記カムとの間で前記揺動部材の体勢を規定するカム部材であり、
前記カム部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記揺動部材に接触する第１曲線部と、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記揺動部材に接触する第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間に介在する第３曲線部とを備え、
前記第３曲線部は、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間を滑らかに接続するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記可変動弁装置は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材を更に備え、
前記相手部材は、軸方向位置に応じて前記揺動部材の体勢を変更させる制御軸であり、
前記可変部材は、前記制御軸を軸方向に変位させるカム部材であり、
前記カム部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記揺動部材に接触する第１曲線部と、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記揺動部材に接触する第２曲線部と、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間に介在する第３曲線部とを備え、
前記第３曲線部は、前記第１曲線部と前記第２曲線部との間を滑らかに接続するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
材が有するプロファイルが形成されている。このため、吸気バルブの閉じ時期が吸気上死点と吸気下死点のほぼ中間となる位置で弁停止状態が得られるように構成されている従来の可変動弁装置と比べ、吸気バルブのリフト量およびまたは作用角が大きくなるように制御されている弁稼動状態から弁停止状態への移行に要する動作時間を好適に短縮することが可能となる。これにより、フューエルカットの要求時に、弁停止により触媒への新気流入を速やかに遮断させることができ、触媒の劣化抑制を良好に図ることができる。
［００１３］
また、第２の発明によれば、吸気バルブの閉じ時期を吸気下死点よりも遅らせる構成を有する内燃機関に本発明の可変動弁装置が適用されている構成において、吸気バルブの閉じ時期が上記所定範囲内における吸気下死点よりも遅角側の時期である時に弁停止状態へ移行するように、可変部材のプロファイルが形成されている。このため、上記構成を有する内燃機関において、吸気バルブの閉じ時期がノッキング発生の懸念の高い吸気下死点近傍の時期を通過させないようにしつつ弁停止状態に移行させられる。これにより、ノッキング発生への懸念を軽減しつつ、弁停止状態に速やかに移行させられるようになる。
［００１４］
第３の発明によれば、ロストモーション部がスライド面の仮想延長線よりも落ち込んだ凹面で形成されている場合と比べ、弁停止状態に移行する直前の作用角が得られる弁稼動状態から弁停止状態に、より早く移行させることが可能となる。
［００１５］
第４または第５の発明によれば、弁稼動状態と弁停止状態との間での吸気バルブの動作状態の移行を滑らかに行えるようにすることができ、これにより、内燃機関の運転状態の急変やトルクショックの発生を良好に低減することができる。
図面の簡単な説明
［００１６］
［図１］本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
［図２］図１に示す吸気可変動弁装置の概略構成を示す図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
度範囲内で回転させることのできる制御軸駆動機構５６を有している。制御軸駆動機構５６は、制御軸５４の一端側に固定されたウォームホイール５８と、このウォームホイール５８に噛み合うウォームギヤ６０と、このウォームギヤ６０を回転駆動するサーボモータ６２とを備えている。サーボモータ６２は、ＥＤＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔ）６４を介して、上述したＥＣＵ４０に接続されている。また、ＥＣＵ４０には、上記クランク角センサ４２に加え、カム軸５０の回転角度を検知するカム角センサ６６と、制御軸５４の回転位置（回転角度）を検知する制御軸位置センサ６８とが接続されている。このような構成によれば、サーボモータ６２の回転方向および回転量を制御することにより、制御軸５４の回転位置（回転角度）を制御することができる。また、吸気可変動弁装置３２は、制御軸５４の回転位置に応じて、吸気バルブ２８の作用角を連続的に変更可能な装置であるため、制御軸位置センサ６８の出力値に基づいて、吸気バルブ２８の作用角およびリフト量を取得することができる。
［００２７］
更に、吸気可変動弁装置３２は、揺動アーム（揺動カムアーム）７０を有している。揺動アーム７０は、制御軸５４を中心として揺動可能に設置されている。揺動アーム７０には、駆動カム５２に対向する側に、スライド面７２が形成されている。
［００２８］
アーム７０と駆動カム５２との間には、第１ローラ７４および第２ローラ７６が配置されている。第１ローラ７４は、駆動カム５２の周面と接触しており、第２ローラ７６は、揺動アーム７０のスライド面７２と接触している。これらのローラ７４、７６は、同軸上に配置され、互いに独立して回転可能になっている。
［００２９］
ローラ７４、７６は、支持アーム７８の先端部に支持されている。制御軸５４には、図３中の上方向に突出した制御アーム８０が設けられており、この制御アーム８０の先端部に支持アーム７８の基端部が回動可能に連結されている。これにより、制御軸５４を回転させることで、ローラ７４、７６を移動させることができる。すなわち、図４に示す状態から制御軸５４を反時
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月2日(2012.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記可変部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記相手部材は、前記カムと前記揺動部材との間に配置され前記カムの作用力を前記プロファイルを介して前記揺動部材に伝達する中間部材であり、
前記揺動部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記中間部材に接触するスライド面と、当該スライド面に対して前記揺動部材における揺動中心から遠い先端部に設けられ、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記中間部材に接触するロストモーション部とを含み、
前記ロストモーション部は、平面形状で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
上記のような構成によれば、バルブの作用角を連続的に変更させることでロストモーション部と接触する位置にまで中間部材が変位し、これにより、バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態にまでバルブの動作状態を変更させることが可能となる。より具体的には、上記従来の可変動弁装置は、吸気バルブの閉じ時期が吸気上死点と吸気下死点のほぼ中間となる位置で、バルブの作用角が最小となるように構成されており、この最小作用角が得られる位置からロストモーション部と接触する位置にまで中間部材を移動させることにより、弁停止状態が得られるようになっている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記可変部材は、前記吸気バルブを駆動するカムと当該吸気バルブとの間に配置され前記カムの回転に伴って揺動する揺動部材であり、
前記相手部材は、前記カムと前記揺動部材との間に配置され前記カムの作用力を前記プロファイルを介して前記揺動部材に伝達する中間部材であり、
前記揺動部材が有する前記プロファイルは、前記吸気バルブのリフト量およびまたは作用角を所定の連続可変区間内で変化させる際に前記中間部材に接触するスライド面と、当該スライド面に対して前記揺動部材における揺動中心から遠い先端部に設けられ、前記吸気バルブの動作状態が前記弁停止状態である際に前記中間部材に接触するロストモーション部とを含み、
前記ロストモーション部は、平面形状で形成されていることを特徴とする。
【国際調査報告】
2011086702.tif 000015
2011086702.tif 000016
2011086702.tif 000017
2011086702.tif 000018